Создание базы физико-технических знаний прогнозирование на ее основе появления новых нанотехнических систем

АННОТАЦИЯ
работы по теме «Создание базы физико-технических знаний прогнозирование на ее основе появления новых нанотехнических систем» выполненной по государственному  контракту с Министерством образования и науки Российской Федерации от  «12» сентября 2011 г.  №16.647.11.2025,  шифр: «2011-2.2-647-018-005» в рамках направления 2 федеральной целевой программы «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы».

Исполнитель
Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет» (Волгоградский государственный технический университет, ВолгГТУ), 40005 г. Волгоград, проспект им. В.И. Ленина, д.28

Цель работы
Повышение эффективности использования физико-технических знаний для прогнозирования появления новых нанотехнических систем

1. Наименование разрабатываемой продукции
1.1. База физико-технических знаний наполненная, в том  числе, данными, полученными в результате выполнения Государственного контракта от 25 сентября 2002 г. № Ф0013/1669 федеральной целевой программы “Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы” (государственный заказчик -  Министерство образования РФ), с общим количеством описаний физических эффектов 1067.

1.2. Техническое задание на программный комплекс накопления, обработки и использования базы физико-технических знаний.

1.3. Программный комплекс накопления, обработки и использования  данных базы физико-технических знаний.

1.4.  Методические материалы по использованию базы физико- технических знаний для решения задач прогнозирования появления новых нанотехнических систем, содержащие  12 примеров.

1.5. Обобщенная модель структурированного представления физико- технических знаний в форме физических эффектов.

1.6. Апробированные методы:
- поиска, извлечения и обработки информации в базах физико-технических знаний  по физическим эффектам;
- извлечения информации из электронных источников и пополнения базы знаний.

2. Характеристика выполненных на этапе работ по созданию продукции
2.1. Результаты работы на отчетном этапе, в том числе:
разработанные  виды продукции с указанием их характеристик, полученных, в том числе, по результатам испытаний, оценка соответствия этих характеристик требованиям Задания.

2.1.1. Произведен выбор и обоснование обобщенной модели
структурированного представления физико-технических знаний в форме физических эффектов, предусматривающей:
- интеграцию преимуществ естественно-языковой (наглядность,
простота восприятия) и формально-языковой (компьютерная обработка) форм представления информации;
- высокий уровень общности (должен позволять прямо или
опосредованно получать известные из литературы модели описания физических эффектов);
- учет недоопределенности исходной информации.

2.1.2. Разработаны, апробированы и реализованы эффективные методы поиска, извлечения и обработки информации в базах знаний  по физическим эффектам.

2.1.3. Создана база физико-технических знаний на основе модели структурированного представления физико-технических знаний в форме физических эффектов, включающая:
- определение задач, возлагаемых на разработанную онтологию,
- разработку структуры и содержания запросов к разработанной онтологии,
- разработку и реализацию навигации в виде концептуальной карты и посредством генерационного интерактивного синтеза на основе фреймовой семантической сети,
- разработку и реализацию системы каталогизации информационных источников, ассоциированных с разрабатываемой базой знаний.

2.1.4. Разработано и согласовано с Заказчиком техническое задание на создание программного комплекса накопления, обработки и использования данных базы физико-технических знаний.

2.1.5. Разработан в соответствии с утвержденным техническим
заданием программный комплекс накопления, обработки и использования данных базы физико-технических знаний, включающий следующие компоненты: 
- база физико-технических знаний;
- подсистема пополнения базы знаний из электронных первичных источников информации;
- подсистема поиска физических эффектов по запросам различного типа;
- подсистема синтеза физических принципов действия.

2.1.6. Разработаны методические материалы по использованию базы физико-технических знаний для решения задач прогнозирования появления новых нанотехнических систем

2.1.7. Произведено наполнение базы физико-технических знаний, в том числе интеграция в ядро базы знаний записей базы данных, полученных в результате выполнения Государственного контракта от 25 сентября 2002 г. № Ф0013/1669 федеральной целевой программы “Интеграция науки и высшего образования России на 2002-2006 годы” (государственный заказчик -  Министерство образования РФ) с общим количеством описаний физических эффектов 1067.

2.2. Новизна применяемых решений в сравнении с другими работами, родственными по тематике и целевому назначению и определяющими мировой уровень.
Создание базы знаний в области нанотехнологий и наноматериалов на основе модели описания физических эффектов позволит систематизировать и эффективно использовать имеющуюся информацию указанной предметной области.

Предлагаемый комплекс методов обработки информации в базе знаний по физическим эффектам дает возможность создавать не имеющие аналогов справочные системы, значительно повышающие объем активно используемых знаний по физике при выполнении различных научно-исследовательских и  проектно-конструкторских работ области нанотехнологий и наноматерилаов, а также решать задачу прогнозирования новых нанотехнических систем.

Использование методик автоматизированного формирования и модификации фондов физических эффектов дают возможность поддерживать фонды в актуализируемом состоянии, в том числе, за счет новейшей информации из журналов физического профиля и патентного массива.

2.3. Особенности исследования, разработки, метода или методологии  проведения работы на отчетном этапе.
Модели представления физических знаний используют известные онтологии в области физики, современные методы представления знаний, искусственного интеллекта и ориентированы на компьютерную обработку информации.
База  физических эффектов включает в себя инвариантную к предметным областям техники и разделам физики информацию, которая содержит как наиболее часто используемые, так и новейшие данные физических исследований. Кроме этого, база знаний физических эффектов имеет средства постоянной актуализации.

2.4. Объекты интеллектуальной собственности, созданные на отчетном  этапе.
База физико-технических знаний и программный комплекс накопления, обработки и использования базы физико-технических знаний будут зарегистрированы в установленном порядке.

3. Области и масштабы использования полученных результатов
3.1. Области применения полученных результатов (области науки и  техники; отрасли промышленности и социальной сферы, в которых могут использоваться полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция).
База знаний физико-технических эффектов и программный комплекс на ее основе может использоваться в научных, инновационно-технологических, внедренческих и коммерческих организациях при решении задач прогнозирования новых  систем наноиндустрии. На основе результатов прогнозирования возможно планирование перспективных направлений исследований в области нанотехнологий. База физико-технических знаний может осуществлять поддержку выполнения научных исследований  молодыми учеными и аспирантами, а также выполнение магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ в учебном процессе технических вузов.

3.2. Ход практического внедрения полученных результатов.
Программный комплекс  накопления, обработки и использования данных базы физико-технических знаний передан для сертификации  в Орган по сертификации «ИНФОРМИКАСЕРТ».
Программный комплекс накопления, обработки и использования данных базы физико-технических знаний передан для использования в Российский университет дружбы народов, который является участником национальной нанотехнологической сети.
С целью информирования участников нанотехнологической сети о выполненной работе и обеспечения интеграции базы физико-технических знаний с другими базами данных, созданными в рамках ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2011 годы», программный комплекс накопления, обработки и использования данных базы физико-технических знаний передан в ФГУ ГНИИ ИТТ «Информика».

3.3. Оценка или прогноз влияния полученных результатов, товаров и  услуг, созданных на основе полученных результатов, на развитие науки, техники, экономики и социальной сферы России.
Создание и ввод в эксплуатацию программного комплекса по использованию базы физико-технических знаний должны обеспечить совершенствование научно-технической и инновационной деятельности в сфере наноиндустрии, информационную поддержку при прогнозировании появления новых нанотехнических систем, использования наноматериалов и нанотехнологий.
Работа выполнена в полном объеме и в установленные сроки по государственному контракту с Министерством образования и науки Российской Федерации от  «12» сентября 2011 г. № 16.647.11.2025.

4. Выводы
Программный комплекс накопления, обработки и использования базы физико-технических знаний рекомендуется для внедрения в научных, инновационно-технологический и коммерческих организациях при решении задач прогнозирования новых нанотехничсеких систем.

Волгоградский государственный технический университет